लगभग हर संयोजन प्रक्रिया कई तरीकों से की जा सकती है। सर्वोत्तम परिणामों के लिए निर्माता या इंटीग्रेटर जो विकल्प चुनता है, वह आमतौर पर वह होता है जो किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सिद्ध प्रौद्योगिकी से मेल खाता हो।
ब्रेज़िंग एक ऐसी ही प्रक्रिया है। ब्रेज़िंग एक धातु संयोजन प्रक्रिया है जिसमें दो या दो से अधिक धातु भागों को भराव धातु को पिघलाकर तथा उसे जोड़ में प्रवाहित करके जोड़ा जाता है। भराव धातु का गलनांक निकटवर्ती धातु भागों की तुलना में कम होता है।
ब्रेज़िंग के लिए ऊष्मा मशालों, भट्टियों या प्रेरण कुंडलियों द्वारा प्रदान की जा सकती है। प्रेरण ब्रेज़िंग के दौरान, एक प्रेरण कुंडल एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो सब्सट्रेट को गर्म करके भराव धातु को पिघला देता है। प्रेरण ब्रेज़िंग बढ़ती संख्या में असेंबली अनुप्रयोगों के लिए सबसे अच्छा विकल्प साबित हो रहा है।
"इंडक्शन ब्रेज़िंग टॉर्च ब्रेज़िंग से ज़्यादा सुरक्षित है, फर्नेस ब्रेज़िंग से ज़्यादा तेज़ है और दोनों की तुलना में ज़्यादा दोहराई जा सकती है," फ्यूजन इंक. के फील्ड और टेस्ट साइंस के मैनेजर स्टीव एंडरसन ने कहा। विलोबी, ओहियो में 88 वर्षीय इंटीग्रेटर सैड, ब्रेज़िंग सहित कई तरह की असेंबली विधियों में माहिर है। "इसके अलावा, इंडक्शन ब्रेज़िंग आसान है। अन्य दो विधियों की तुलना में, आपको वास्तव में केवल मानक बिजली की आवश्यकता है।"
कुछ वर्ष पहले, फ्यूजन ने धातुकर्म और उपकरण निर्माण के लिए 10 कार्बाइड बर्स को संयोजित करने के लिए एक पूर्णतः स्वचालित छह-स्टेशन मशीन विकसित की थी। बर्स को बेलनाकार और शंक्वाकार टंगस्टन कार्बाइड के टुकड़ों को स्टील शैंक से जोड़कर बनाया जाता है। उत्पादन दर 250 भाग प्रति घंटा है, और अलग-अलग भागों की ट्रे में 144 ब्लैंक्स और उपकरण धारक रखे जा सकते हैं।
एंडरसन बताते हैं, "चार-अक्ष वाला SCARA रोबोट ट्रे से एक हैंडल लेता है, इसे सोल्डर पेस्ट डिस्पेंसर के सामने रखता है, और इसे ग्रिपर नेस्ट में लोड करता है।" "इसके बाद रोबोट ट्रे से खाली जगह का एक टुकड़ा लेता है और इसे उस शैंक के अंत में रखता है जिस पर इसे चिपकाया जाता है। इंडक्शन ब्रेज़िंग एक इलेक्ट्रिकल कॉइल का उपयोग करके किया जाता है जो दो भागों के चारों ओर लंबवत लपेटता है और सिल्वर फिलर मेटल को 1,305 F के लिक्विडस तापमान पर लाता है। बर घटक को संरेखित और ठंडा करने के बाद, इसे एक डिस्चार्ज च्यूट के माध्यम से बाहर निकाला जाता है और आगे की प्रक्रिया के लिए एकत्र किया जाता है।"
संयोजन के लिए इंडक्शन ब्रेज़िंग का उपयोग बढ़ रहा है, मुख्यतः इसलिए क्योंकि यह दो धातु भागों के बीच एक मजबूत संबंध बनाता है और क्योंकि यह असमान सामग्रियों को जोड़ने में बहुत प्रभावी है। पर्यावरण संबंधी चिंताएं, उन्नत प्रौद्योगिकी और गैर-पारंपरिक अनुप्रयोग भी विनिर्माण इंजीनियरों को इंडक्शन ब्रेज़िंग पर अधिक ध्यान देने के लिए बाध्य कर रहे हैं।
प्रेरण ब्रेज़िंग 1950 के दशक से ही अस्तित्व में है, हालांकि प्रेरण हीटिंग (विद्युत चुंबकत्व का उपयोग करके) की अवधारणा की खोज ब्रिटिश वैज्ञानिक माइकल फैराडे ने एक शताब्दी से भी अधिक पहले की थी। हाथ से चलने वाली मशालें ब्रेज़िंग के लिए पहला ऊष्मा स्रोत थीं, इसके बाद 1920 के दशक में भट्टियां आईं। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, भट्ठी-आधारित विधियों का उपयोग अक्सर न्यूनतम श्रम और व्यय के साथ बड़ी मात्रा में धातु के हिस्सों के निर्माण के लिए किया जाता था।
1960 और 1970 के दशक में एयर कंडीशनिंग के लिए उपभोक्ता मांग ने इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए नए अनुप्रयोगों को जन्म दिया। वास्तव में, 1970 के दशक के अंत में एल्यूमीनियम के बड़े पैमाने पर ब्रेज़िंग के परिणामस्वरूप आज के ऑटोमोटिव एयर कंडीशनिंग सिस्टम में पाए जाने वाले कई घटक सामने आए।
"टॉर्च ब्रेज़िंग के विपरीत, इंडक्शन ब्रेज़िंग गैर-संपर्क है और अधिक गर्म होने के जोखिम को कम करता है," इनटेस्ट.टेम्परेचर में एम्ब्रेल कॉर्प के बिक्री प्रबंधक रिक बॉश ने बताया।
एल्डेक एलएलसी के बिक्री और परिचालन प्रबंधक ग्रेग हॉलैंड के अनुसार, एक मानक प्रेरण ब्रेज़िंग प्रणाली में तीन घटक होते हैं। ये हैं विद्युत आपूर्ति, प्रेरण कुंडली के साथ कार्यशील शीर्ष और कूलर या शीतलन प्रणाली।
विद्युत आपूर्ति कार्य शीर्ष से जुड़ी होती है और कुंडलियों को जोड़ के चारों ओर फिट करने के लिए कस्टम डिजाइन किया जाता है। प्रेरकों को ठोस छड़ों, लचीली केबलों, मशीनी बिलेट्स या पाउडरयुक्त तांबे के मिश्रधातुओं से 3D मुद्रित करके बनाया जा सकता है। हालांकि, आमतौर पर यह खोखले तांबे के ट्यूबिंग से बना होता है, जिसके माध्यम से कई कारणों से पानी बहता है। एक कारण यह है कि टांकने की प्रक्रिया के दौरान भागों द्वारा परावर्तित गर्मी का प्रतिकार करके कुंडल को ठंडा रखना। बहता पानी प्रत्यावर्ती धारा की लगातार उपस्थिति और परिणामस्वरूप अकुशल गर्मी हस्तांतरण के कारण कुंडलियों में गर्मी के निर्माण को भी रोकता है।
हॉलैंड बताते हैं, "कभी-कभी जंक्शन में एक या अधिक बिंदुओं पर चुंबकीय क्षेत्र को मजबूत करने के लिए कॉइल पर एक फ्लक्स कंसंट्रेटर रखा जाता है।" ऐसे कंसंट्रेटर लैमिनेट प्रकार के हो सकते हैं, जिसमें एक साथ कसकर रखे गए पतले विद्युत स्टील होते हैं, या फेरोमैग्नेटिक ट्यूब होते हैं जिनमें पाउडर फेरोमैग्नेटिक सामग्री और उच्च दबाव में संपीड़ित ढांकता हुआ बंधन होता है। कंसंट्रेटर का लाभ यह है कि यह जोड़ के विशिष्ट क्षेत्रों में अधिक ऊर्जा को तेजी से लाकर चक्र समय को कम करता है, जबकि अन्य क्षेत्रों को ठंडा रखता है।
प्रेरण ब्रेज़िंग के लिए धातु के हिस्सों को स्थिति में रखने से पहले, ऑपरेटर को सिस्टम की आवृत्ति और शक्ति के स्तर को ठीक से सेट करने की आवश्यकता होती है। आवृत्ति 5 से 500 kHz तक हो सकती है, आवृत्ति जितनी अधिक होगी, सतह उतनी ही तेजी से गर्म होगी।
विद्युत आपूर्ति अक्सर सैकड़ों किलोवाट बिजली का उत्पादन करने में सक्षम होती है। हालांकि, हथेली के आकार के हिस्से को 10 से 15 सेकंड में ब्रेज़ करने के लिए केवल 1 से 5 किलोवाट की आवश्यकता होती है। तुलना करके, बड़े हिस्सों को 50 से 100 किलोवाट बिजली की आवश्यकता हो सकती है और ब्रेज़ करने में 5 मिनट तक का समय लग सकता है।
"एक सामान्य नियम के रूप में, छोटे घटक कम बिजली का उपयोग करते हैं, लेकिन उच्च आवृत्तियों की आवश्यकता होती है, जैसे 100 से 300 किलोहर्ट्ज," बाउश ने कहा। "इसके विपरीत, बड़े घटकों को अधिक बिजली और कम आवृत्तियों की आवश्यकता होती है, आमतौर पर 100 किलोहर्ट्ज से कम।"
उनके आकार के बावजूद, धातु के हिस्सों को बांधे जाने से पहले सही ढंग से रखा जाना चाहिए। आधार धातुओं के बीच एक तंग अंतर बनाए रखने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए ताकि बहने वाले भराव धातु द्वारा उचित केशिका क्रिया हो सके। बट, लैप और बट लैप जोड़ इस निकासी को सुनिश्चित करने का सबसे अच्छा तरीका है।
पारंपरिक या स्वयं-फिक्सिंग स्वीकार्य हैं। मानक जुड़नार कम प्रवाहकीय सामग्री जैसे स्टेनलेस स्टील या सिरेमिक से बने होने चाहिए, और घटकों को यथासंभव कम स्पर्श करना चाहिए।
इंटरलॉकिंग सीम, स्वेजिंग, डिप्रेशन या नर्ल्स के साथ भागों को डिजाइन करके, यांत्रिक समर्थन की आवश्यकता के बिना स्व-निर्धारण प्राप्त किया जा सकता है।
इसके बाद जोड़ों को एमरी पैड या विलायक से साफ किया जाता है, ताकि तेल, ग्रीस, जंग, मैल और मैल जैसे संदूषक हटाये जा सकें। यह कदम पिघली हुई भराव धातु की केशिका क्रिया को बढ़ाता है, जो जोड़ की आसन्न सतहों के माध्यम से खुद को खींचती है।
भागों को ठीक से बैठाने और साफ करने के बाद, ऑपरेटर जोड़ पर एक संयुक्त यौगिक (आमतौर पर एक पेस्ट) लगाता है। यौगिक भराव धातु, फ्लक्स (ऑक्सीकरण को रोकने के लिए) और एक बांधने की मशीन का मिश्रण है जो पिघलने से पहले धातु और फ्लक्स को एक साथ रखता है।
ब्रेज़िंग में प्रयुक्त फिलर धातुएं और फ्लक्स, सोल्डरिंग में प्रयुक्त फिलर धातुओं और फ्लक्स की तुलना में उच्च तापमान को सहन करने के लिए तैयार किए जाते हैं। ब्रेज़िंग में प्रयुक्त फिलर धातुएं कम से कम 842 F के तापमान पर पिघल जाती हैं और ठण्डी होने पर अधिक मजबूत हो जाती हैं। इनमें एल्युमिनियम-सिलिकॉन, तांबा, तांबा-चांदी, पीतल, कांस्य, सोना-चांदी, चांदी और निकल मिश्र धातुएं शामिल हैं।
इसके बाद ऑपरेटर इंडक्शन कॉइल को स्थिति में रखता है, जो विभिन्न डिजाइनों में आता है। हेलिकल कॉइल आकार में गोलाकार या अंडाकार होते हैं और भाग को पूरी तरह से घेर लेते हैं, जबकि फोर्क (या पिंसर) कॉइल जोड़ के प्रत्येक तरफ स्थित होते हैं और चैनल कॉइल भाग पर हुक होते हैं। अन्य कॉइल में इनर डायमीटर (आईडी), आईडी/आउटर डायमीटर (ओडी), पैनकेक, ओपन और मल्टी-पोजिशन शामिल हैं।
उच्च गुणवत्ता वाले ब्रेज़्ड कनेक्शन के लिए एकसमान ताप आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, ऑपरेटर को यह सुनिश्चित करना होगा कि प्रत्येक इंडक्शन कॉइल लूप के बीच ऊर्ध्वाधर दूरी छोटी हो और युग्मन दूरी (कॉइल OD से ID तक अंतराल की चौड़ाई) एकसमान रहे।
इसके बाद, ऑपरेटर जोड़ को गर्म करने की प्रक्रिया शुरू करने के लिए बिजली चालू करता है। इसमें विद्युत स्रोत से प्रारंभक तक मध्यवर्ती या उच्च आवृत्ति की प्रत्यावर्ती धारा को तेजी से स्थानांतरित करना शामिल है, जिससे इसके चारों ओर एक प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र निर्मित होता है।
चुंबकीय क्षेत्र जोड़ की सतह पर एक धारा उत्पन्न करता है, जो भराव धातु को पिघलाने के लिए गर्मी उत्पन्न करता है, जिससे यह प्रवाहित होता है और धातु भाग की सतह को गीला करता है, जिससे एक मजबूत बंधन बनता है। बहु-स्थिति कॉइल का उपयोग करके, यह प्रक्रिया एक साथ कई भागों पर की जा सकती है।
प्रत्येक ब्रेज़्ड घटक की अंतिम सफाई और निरीक्षण की सिफारिश की जाती है। कम से कम 120 एफ तक गर्म पानी से भागों को धोने से फ्लक्स अवशेष और ब्रेज़िंग के दौरान बने किसी भी पैमाने को हटा दिया जाएगा। भाग को पानी में डुबोया जाना चाहिए जब भराव धातु जम गया हो, लेकिन विधानसभा अभी भी गर्म है।
भाग के आधार पर, न्यूनतम निरीक्षण के बाद गैर-विनाशकारी और विनाशकारी परीक्षण किया जा सकता है। एनडीटी विधियों में दृश्य और रेडियोग्राफिक निरीक्षण, साथ ही रिसाव और सबूत परीक्षण शामिल हैं। आम विनाशकारी परीक्षण विधियां मेटलोग्राफिक, छील, तन्यता, कतरनी, थकान, स्थानांतरण और मरोड़ परीक्षण हैं।
हॉलैंड ने कहा, "इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए टॉर्च विधि की तुलना में बड़े पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है, लेकिन यह इसके लायक है क्योंकि आपको अतिरिक्त दक्षता और नियंत्रण मिलता है।" "इंडक्शन के साथ, जब आपको गर्मी की आवश्यकता होती है, तो आप बस दबाते हैं। जब आपको गर्मी की आवश्यकता नहीं होती है, तो आप दबाते हैं।"
एल्डेक इंडक्शन ब्रेजिंग के लिए ऊर्जा स्रोतों की एक विस्तृत श्रृंखला का निर्माण करता है, जैसे कि ईसीओ लाइन एमएफ इंटरमीडिएट फ्रीक्वेंसी लाइन, जो प्रत्येक अनुप्रयोग के लिए सबसे उपयुक्त विभिन्न विन्यासों में उपलब्ध है। ये बिजली आपूर्ति 5 से 150 किलोवाट तक की पावर रेटिंग और 8 से 40 हर्ट्ज तक की आवृत्तियों में उपलब्ध हैं। सभी मॉडलों को एक पावर बूस्ट सुविधा से सुसज्जित किया जा सकता है जो ऑपरेटर को 3 मिनट के भीतर अतिरिक्त 50% तक 100% निरंतर ड्यूटी रेटिंग बढ़ाने की अनुमति देता है। अन्य प्रमुख विशेषताओं में पाइरोमीटर तापमान नियंत्रण, तापमान रिकॉर्डर और इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर पावर स्विच शामिल हैं। इन उपभोग्य सामग्रियों को कम रखरखाव की आवश्यकता होती है, चुपचाप काम करते हैं, एक छोटे पदचिह्न होते हैं, और आसानी से वर्कसेल नियंत्रकों के साथ एकीकृत होते हैं।
कई उद्योगों में निर्माता भागों को जोड़ने के लिए इंडक्शन ब्रेज़िंग का उपयोग तेजी से कर रहे हैं। बॉश ने ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण और खनन उपकरण निर्माताओं को एम्ब्रेल इंडक्शन ब्रेज़िंग उपकरण के सबसे बड़े उपयोगकर्ता के रूप में इंगित किया है।
बॉश बताते हैं, "वजन घटाने की पहल के कारण ऑटोमोटिव उद्योग में इंडक्शन ब्रेज़्ड एल्युमीनियम घटकों की संख्या में लगातार वृद्धि हो रही है।" "एयरोस्पेस क्षेत्र में, निकेल और अन्य प्रकार के वियर पैड को अक्सर जेट ब्लेड में ब्रेज़ किया जाता है। दोनों उद्योग विभिन्न स्टील पाइप फिटिंग को भी इंडक्शन ब्रेज़ करते हैं।"
एम्ब्रेल के सभी छह ईजीहीट सिस्टम की आवृत्ति रेंज 150 से 400 kHz है और ये विभिन्न ज्यामिति के छोटे भागों के प्रेरण ब्रेज़िंग के लिए आदर्श हैं। कॉम्पैक्ट (0112 और 0224) 25 वाट रिज़ॉल्यूशन के भीतर पावर नियंत्रण प्रदान करते हैं; LI श्रृंखला के मॉडल (3542, 5060, 7590, 8310) 50 वाट रिज़ॉल्यूशन के भीतर नियंत्रण प्रदान करते हैं।
दोनों श्रृंखलाओं में विद्युत स्रोत से 10 फीट की दूरी पर एक हटाने योग्य कार्य शीर्ष है। सिस्टम के फ्रंट पैनल नियंत्रण प्रोग्राम करने योग्य हैं, जिससे अंतिम उपयोगकर्ता चार अलग-अलग हीटिंग प्रोफाइल को परिभाषित कर सकता है, जिनमें से प्रत्येक में पांच समय और पावर चरण होते हैं। संपर्क या एनालॉग इनपुट, या वैकल्पिक सीरियल डेटा पोर्ट के लिए रिमोट पावर नियंत्रण उपलब्ध है।
फ्यूज़न के बिजनेस डेवलपमेंट मैनेजर रिच कुकेलज बताते हैं, "इंडक्शन ब्रेज़िंग के लिए हमारे मुख्य ग्राहक ऐसे भागों के निर्माता हैं जिनमें कुछ कार्बन होता है, या बड़े द्रव्यमान वाले भागों में लोहे का उच्च प्रतिशत होता है।" इनमें से कुछ कंपनियां ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस उद्योगों की सेवा करती हैं, जबकि अन्य बंदूकें, कटिंग टूल असेंबली, प्लंबिंग नल और नालियां, या बिजली वितरण ब्लॉक और फ़्यूज़ बनाती हैं।
फ्यूजन कस्टम रोटरी सिस्टम बेचता है जो प्रति घंटे 100 से 1,000 भागों को इंडक्शन ब्रेज़ कर सकता है। कुकेलज के अनुसार, एकल प्रकार के भाग या भागों की एक विशिष्ट श्रृंखला के लिए उच्च पैदावार संभव है। इन भागों का आकार 2 से 14 वर्ग इंच तक होता है।
कुकेलज बताते हैं, "प्रत्येक प्रणाली में स्टेलरॉन कंपोनेंट्स इंक. का एक इंडेक्सर होता है, जिसमें 8, 10 या 12 वर्कस्टेशन होते हैं।" "कुछ वर्कस्टेशनों का उपयोग ब्रेज़िंग के लिए किया जाता है, जबकि अन्य का उपयोग निरीक्षण के लिए, विज़न कैमरा या लेजर माप उपकरण का उपयोग करने के लिए, या उच्च गुणवत्ता वाले ब्रेज़्ड जोड़ों को सुनिश्चित करने के लिए पुल परीक्षण करने के लिए किया जाता है।"
हॉलैंड ने कहा कि निर्माता विभिन्न प्रकार के प्रेरण ब्रेज़िंग अनुप्रयोगों के लिए एल्डेक की मानक ईसीओ लाइन विद्युत आपूर्ति का उपयोग करते हैं, जैसे कि सिकुड़ते-फिटिंग रोटर और शाफ्ट, या मोटर आवासों को जोड़ना। हाल ही में, इस जनरेटर के 100 किलोवाट मॉडल का उपयोग बड़े भागों के अनुप्रयोग में किया गया था जिसमें हाइड्रोइलेक्ट्रिक बांध जनरेटर के लिए तांबे के सर्किट के छल्ले को तांबे के टैप कनेक्शन में जोड़ना शामिल था।
एल्डेक पोर्टेबल मिनीमिको विद्युत आपूर्ति भी बनाती है, जिसे 10 से 25 किलोहर्ट्ज की आवृत्ति रेंज के साथ आसानी से कारखाने में इधर-उधर ले जाया जा सकता है। दो वर्ष पहले, ऑटोमोटिव हीट एक्सचेंजर ट्यूबों के एक निर्माता ने प्रत्येक ट्यूब में रिटर्न एल्बो को इंडक्शन ब्रेज़ करने के लिए मिनीमिको का उपयोग किया था। एक व्यक्ति ने सभी ब्रेज़िंग का काम किया, और प्रत्येक ट्यूब को जोड़ने में 30 सेकंड से भी कम समय लगा।
जिम असेंबली में वरिष्ठ संपादक हैं और उनके पास 30 वर्षों से अधिक का संपादकीय अनुभव है। असेंबली में शामिल होने से पहले, कैमिलो पीएम इंजीनियर, एसोसिएशन फॉर इक्विपमेंट इंजीनियरिंग जर्नल और मिलिंग जर्नल के संपादक थे। जिम के पास डेपॉल विश्वविद्यालय से अंग्रेजी में डिग्री है।
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